Eletromagnetismo

A descoberta da relação entre magnetismo e eletricidade foi, como tantas outras descobertas científicas, encontrada quase por acidente. O físico dinamarquês Hans Christian Oersted estava palestrando um dia em 1820 sobre a possibilidade de eletricidade e magnetismo estarem relacionados um com o outro e, no processo, demonstrá-lo conclusivamente por meio de experimentos na frente de toda a classe!

Ao passar uma corrente elétrica por um fio de metal suspenso acima de uma bússola magnética, Oersted foi capaz de produzir um movimento definido da agulha da bússola em resposta à corrente. O que começou como conjectura no início da aula foi confirmado como fato no final. Desnecessário dizer que Oersted teve que revisar suas notas de aula para aulas futuras! Sua descoberta fortuita pavimentou o caminho para um novo ramo da ciência: eletromagnetismo.

Experimentos detalhados mostraram que o campo magnético produzido por uma corrente elétrica é sempre orientado perpendicularmente à direção do fluxo. Um método simples de mostrar essa relação é chamado de regra da mão direita . Em termos simples, a regra da mão direita diz que as linhas de fluxo magnético produzidas por um fio condutor de corrente serão orientadas na mesma direção que os dedos curvados da mão direita de uma pessoa (na posição de "carona"), com o polegar apontando para a direção do fluxo de corrente convencional:





O campo magnético envolve esse pedaço reto de fio condutor de corrente; as linhas de fluxo magnético não tendo pólos "norte" ou "sul" definidos.

Embora o campo magnético em torno de um fio condutor de corrente seja realmente interessante, é bastante fraco para quantidades comuns de corrente, capaz de desviar a agulha de uma bússola e não muito mais. Para criar uma força de campo magnético mais forte (e, consequentemente, mais fluxo de campo) com a mesma quantidade de corrente elétrica, podemos enrolar o fio em forma de bobina, onde os campos magnéticos circulantes ao redor do fio se juntam para criar um campo maior com um polaridade magnética definida (norte e sul):







A quantidade de força do campo magnético gerada por um fio enrolado é proporcional à corrente através do fio multiplicada pelo número de “voltas” ou “voltas” do fio na bobina. Esta força de campo é chamada de força magnetomotriz (mmf), e é muito semelhante à força eletromotriz (E) em um circuito elétrico.

Um eletroímã é um pedaço de fio destinado a gerar um campo magnético com a passagem de corrente elétrica por ele. Embora todos os condutores portadores de corrente produzam campos magnéticos, um eletroímã é geralmente construído de forma a maximizar a intensidade do campo magnético que ele produz para um propósito especial. Os eletroímãs têm aplicação frequente em produtos de pesquisa, indústria, médicos e de consumo.

Como um ímã eletricamente controlável, os eletroímãs encontram aplicação em uma ampla variedade de dispositivos “eletromecânicos”:máquinas que geram força mecânica ou movimento por meio de energia elétrica. Talvez o exemplo mais óbvio de tal máquina seja o motor elétrico .

Outro exemplo é o relé , um interruptor controlado eletricamente. Se um mecanismo de contato da chave for construído de modo que possa ser acionado (aberto e fechado) pela aplicação de um campo magnético, e uma bobina eletroímã for colocada nas proximidades para produzir esse campo necessário, será possível abrir e fechar a comutação pela aplicação de uma corrente através da bobina. Na verdade, isso nos dá um dispositivo que permite que a eletricidade controle a eletricidade:







Os relés podem ser construídos para acionar vários contatos da chave ou operá-los "reverso" (energizar a bobina abrirá o contato da chave e desenergizando a bobina permitirá que ela se feche novamente).







REVER:

• Quando a corrente flui através de um condutor, um campo magnético é produzido em torno desse condutor.
• A regra da mão direita afirma que as linhas de fluxo magnético produzidas por um fio condutor de corrente serão orientadas na mesma direção que os dedos curvados da mão direita de uma pessoa (na posição "pedindo carona"), com o polegar apontando para a direção do fluxo de corrente convencional.
• A força do campo magnético produzida por um fio condutor de corrente pode ser bastante aumentada ao moldar o fio em uma bobina em vez de uma linha reta. Se enrolado em forma de bobina, o campo magnético será orientado ao longo do eixo do comprimento da bobina.
• A força do campo magnético produzida por um eletroímã (chamada de força magnetomotriz , ou mmf), é proporcional ao produto (multiplicação) da corrente através do eletroímã e ao número de "voltas" completas da bobina formadas pelo fio.

PLANILHAS RELACIONADAS:

• Planilha de eletromagnetismo intermediário e indução eletromagnética
• Planilha básica de eletromagnetismo e indução eletromagnética